Пожарная безопасность электроустановок / GOST R MEK 62305-4-2016

ГОСТ Р МЭК 62305-4— 2016

Рисунок 2с — Применение экранирования внутренней линии и устройства защиты SPD на входе в зону LPZ 1 в качестве меры защиты SPM. Оборудование защищено от перенапряжений, передаваемых проводным путем (U2 < U0 и /2 < /0), и от наведенных магнитных полей (Н2 < Н0)

Рисунок 2d — Применение только системы согласованных устройств защиты SPD в качестве меры защиты SPM. Оборудование защищено от перенапряжений, передаваемых проводным путем (U2 « U0 и /2 « /0),

но не защищено от наведенных магнитных полей (Н0)

Обозначения:

—экранированная граница;

—— — неэкранированная граница.

П р и м е ч а н и е 1 — Устройства защиты SPD могут быть расположены в следующих точках:

-на границе зоны LPZ 1 (например, на вводно-распределительном щите МВ);

-на границе зоны LPZ 2 (например, на распределительном щите SB);

-на или вблизи оборудования (например, на штепсельной розетке SA).

Пр и м е ч а н и е 2 — Уточненные требования — см. также МЭК 60364-5-53.

Рисунок 2, лист 2

7

ГОСТ Р МЭК 62305-4—2016

Продолжительные отказы электрических и электронных систем из-за воздействий электромагнит­ ных импульсов молнии LEMP могут быть вызваны:

-кондуктивными (передаваемыми проводным путем) и индуктивными (наведенными) перенапря­ жениями, передаваемыми на оборудование по подсоединенным к нему проводникам электропроводки;

-воздействием наведенных электромагнитных полей на оборудование непосредственно.

Для защиты от воздействия наведенных электромагнитных полей непосредственно на оборудова­ ние должны быть применены меры защиты SPM, включающие в себя пространственные экраны и/или экранирование кабельных линий в сочетании с экранированными оболочками оборудования.

Для защиты от воздействия кондуктивных и индуктивных перенапряжений, передаваемых на обо­ рудование по подсоединенным к нему проводникам электропроводки, должна быть применена мера защиты, представляющая собой систему согласованных устройств защиты от перенапряжений.

Если эмиссия и помехозащищенность оборудования соответствуют стандартам на электромаг­ нитную совместимость ЭМС продукции в соответствующем диапазоне радиочастот, повреждениями, вызванными воздействием электромагнитных полей непосредственно на оборудование, можно пре­ небречь.

В общем случае требуется, чтобы оборудование соответствовало стандартам на электромагнит­ ную совместимость продукции, и поэтому мера защиты, представляющая собой систему согласован­ ных устройств защиты от перенапряжений, как правило, считается достаточной для защиты такого обо­ рудования от воздействия электромагнитного импульса молнии LEMP.

Для оборудования, не отвечающего соответствующим стандартам на электромагнитную совме­ стимость продукции, защита от воздействия электромагнитного импульса молнии LEMP только при по­ мощи системы согласованных устройств защиты SPD считается недостаточной.

Для такого случая в приложении А приведена дополнительная информация об улучшении защиты от непосредственного воздействия электромагнитных полей. Уровень стойкости оборудования к воз­ действию магнитных полей должен быть выбран в соответствии с МЭК 61000-4-10.

При необходимости, для специальных случаев применения, проверка соответствия защитных уровней стойкости может быть выполнена в лаборатории путем испытания смоделированной системы, включающей в себя устройства защиты SPD, электропроводку установки и реальное оборудование.

4.2 Проектирование мер защиты SPM

Меры защиты SPM могут быть предусмотрены для защиты оборудования от перенапряжений и от воздействия электромагнитных полей. На рисунке 2 приведены примеры таких мер защиты SPM как системы защиты от молнии LPS, системы защиты от магнитных полей и системы согласованных устройств защиты от перенапряжений:

-меры защиты SPM, для которых используются пространственные экраны и системы согласован­ ных устройств защиты SPD, защищают от излучаемых магнитных полей и от перенапряжений, пере­ даваемых проводным путем (см. рисунок 2а). Каскадные пространственные экраны и согласованные устройства защиты SPD ослабляют магнитное поле и понижают перенапряжения до более низкого уровня;

-меры защиты SPM, для которых используются пространственный экран зоны LPZ1 и устройства защиты SPD на входе зоны LPZ 1, защищают оборудование от воздействия магнитного поля и от пере­ напряжений, передаваемых проводным путем (см. рисунок 2Ь).

Примечание 1 — Защита может быть недостаточной, если магнитное поле остается слишком высоким (из-за низкой эффективности экранирования зоны LPZ 1) или если амплитуда перенапряжения остается слишком высокой (из-за высокого уровня защиты устройства защиты SPD и из-за индуктивных воздействий на проводники, отходящие от устройства защиты SPD).

-меры защиты SPM, в которых применяются экранированные линии в сочетании с экраниро­ ванными оболочками оборудования, защищают от наведенных магнитных полей. Устройства защиты SPD на входе в зону LPZ 1 обеспечивают защиту от перенапряжений, передаваемых проводным путем (см. рисунок 2с). Для понижения уровня опасности (на одну ступень от зоны LPZ 0 до зоны LPZ 2) может потребоваться специальное устройство защиты SPD (например, с дополнительными согласованными ступенями внутри него) для достижения достаточно низкого напряжения уровня защиты;

-меры защиты SPM, использующие систему согласованных устройств защиты SPD, пригодны только для защиты оборудования, не чувствительного к воздействию магнитных полей, поскольку устройства защиты SPD обеспечивают защиту только от перенапряжений, передаваемых проводным

8

ГОСТ Р МЭК 62305-4— 2016

путем (см. рисунок 2d). Уменьшение опасности повреждения в результате перенапряжений может быть обеспечено за счет согласования характеристик последовательно включенных устройств защиты SPD.

П р и м е ч а н и е 2 — Решения, показанные на рисунках 2а — 2с, особенно рекомендуются для оборудова­ ния, не соответствующего стандартам на электромагнитную совместимость продукции.

П р и м е ч а н и е 3 — Система защиты от молнии LPS, выполненная в соответствии с МЭК 62305-3, в которой используется только уравнивание потенциалов устройств защиты SPD, не обеспечивает эффективную защиту от повреждений чувствительного электрического и электронного оборудования. Для повышения ее эффективности как компонента мер защиты SPM система защиты от молнии LPS может быть улучшена за счет уменьшения раз­ меров ячеек сетчатого экрана и выбора соответствующих устройств защиты SPD.

4.3 Зоны защиты от молнии LPZ

В соответствии с опасностью поражения молнией определяются следующие зоны защиты от мол­ нии LPZ (см. МЭК 62305-1):

Внешние зоны:

Внутренние зоны (защищенные от прямых ударов молнии):

LPZ 1 Зона, в которой импульсный ток ограничивается делением тока и применением раздели­ тельных интерфейсов и/или установкой устройств защиты SPD на границе зоны. Ослабле­ ние электромагнитного поля молнии может быть достигнуто при помощи пространствен­ ного экранирования.

LPZ 2...П Зоны, в которых импульсный ток может быть ограничен еще больше делением тока и при­ менением разделительных интерфейсов и/или установкой дополнительных устройств за­ щиты SPD на границе зоны. Для дальнейшего ослабления электромагнитного поля может быть использовано дополнительное экранирование.

Зоны защиты от молнии LPZ образуются за счет применения мер защиты SPM, например уста­ новки системы согласованных устройств защиты SPD и/или магнитного экранирования (см. рисунок 2). Определение границ соответствующих зон защиты от молнии LPZ производится в зависимости от ко­ личества, типа и уровня стойкости к перенапряжениям защищаемого оборудования. Они могут пред­ ставлять собой небольшие локальные зоны (например, оболочки оборудования) или большие объеди­ ненные зоны (например, целые здания) (см. рисунок В.2).

Если два отдельных сооружения соединены электрическими или коммуникационными линиями или если требуется уменьшить количество устройств защиты SPD, может оказаться необходимым вза­ имное соединение зон защиты от молнии LPZ одного порядка (см. рисунок 3).

9

ГОСТ Р МЭК 62305-4—2016

4.4 Основные меры защиты SPM

Основные меры защиты от воздействий электромагнитных импульсов молнии LEMP включают следующее:

- Заземление и уравнивание потенциалов (см. раздел 5)

Система заземления проводит и рассеивает ток молнии в земле.

Сеть уравнивания потенциалов сводит к минимуму разницу потенциалов и ослабляет магнитное

поле.

- Магнитное экранирование и трассировка кабельных линий (см. раздел 6)

Пространственное экранирование ослабляет магнитное поле внутри зоны защиты от молнии LPZ, возникающее от прямого удара молнии в здание или вблизи него, и понижает внутренние перенапря­ жения.

Экранирование внутренних кабельных линий, использование экранированных кабелей или экра­ нированных кабельных коробов сводит к минимуму наведенные внутренние перенапряжения.

Выбор трасс прокладки внутренних кабельных линий может свести к минимуму площадь индук­ тивных контуров и уменьшить внутренние перенапряжения.

Примечание 1 — Пространственное экранирование, экранирование и выбор трасс прокладки внутрен­ них линий могут применяться совместно или по отдельности.

Экранирование внешних линий, входящих в здание, уменьшает опасность заноса потенциалов, которые могут воздействовать на внутренние системы.

- Система согласованных устройств защиты SPD (см. раздел 7)

Система согласованных устройств защиты SPD ограничивает воздействие перенапряжений, на­ веденных извне и созданных внутри сооружения.

- Разделительные интерфейсы (см. раздел 8)

Разделительные интерфейсы ограничивают влияние наведенных перенапряжений на линиях, входящих в зону защиты от молнии LPZ.

Заземление и уравнивание потенциалов должны быть обеспечены всегда, в особенности урав­ нивание потенциалов всех проводящих коммуникаций в точке их ввода в здание, напрямую или при помощи устройств защиты SPD.

Другие меры защиты SPM могут быть применены совместно или по отдельности.

Средства и устройства, используемые при обеспечении мер защиты SPM, должны выдерживать эксплуатационные превышения воздействий внешней среды, ожидаемые в местах их установки (на­ пример, температуры, влажности, коррозионного содержания атмосферы, вибрации, а также напряже­ ния и тока).

Выбор наиболее соответствующих средств защиты SPM должен производиться на основании оценки риска в соответствии с МЭК 62305-2 с учетом технических и экономических факторов.

Информация о применении мер защиты SPM для внутренних систем в существующих зданиях приведена в приложении В.

Примечание 2 — Уравнивание потенциалов, выполняемое в целях защиты от молнии в соответствии с МЭК 62305-3, защищает только от опасного искрения. Защита внутренних систем от перенапряжений требует при­ менения системы согласованных устройств защиты SPD в соответствии сданным стандартом.

Примечание 3— Более полная информация о применении мерзащиты SPM приведена в МЭК60364-4-44.

5 Заземление и уравнивание потенциалов

5.1 Общие требования

Соответствующее заземление и уравнивание потенциалов обеспечивается комплексной систе­ мой заземления, объединяющей (см. рисунок 5):

-заземляющее устройство (рассеивающее ток молнии в земле) и

-сеть уравнивания потенциалов (минимизирующую разность потенциалов и ослабляющую маг­ нитное поле).

13

ГОСТ Р МЭК 62305-4—2016

Примечание — Все изображенные проводники являются эквипотенциально соединенными металличе­ скими частями каркаса здания либо проводниками уравнивания потенциалов. Некоторые из них могут также слу­ жить для перехвата, проведения и рассеивания тока молнии в земле.

Рисунок 5 — Пример трехмерной системы заземления, состоящей из сети уравнивания потенциалов

изаземляющего устройства, соединенных между собой

5.2Заземляющее устройство

Заземляющее устройство здания или сооружения должно соответствовать МЭК 62305-3.

В зданиях и сооружениях, в которых находятся только электрические системы, может быть при­ менено заземляющее устройство типа А, но предпочтительным является заземляющее устройство типа В. В зданиях и сооружениях с электронными системами следует выполнять заземляющее устрой­ ство типа В.

Кольцевой заземляющий электрод, проложенный вокруг здания или сооружения, или кольцевой электрод, забетонированный по периметру фундамента, должен быть объединен с конструкциями, об­ разующими под зданием или сооружением и вокруг него сетку с шагом ячейки, как правило, 5 м. Это существенно повышает эффективность системы заземления. Если армированный бетонный пол под­ вала образует надежно соединенную сетку, присоединенную к заземляющему устройству, как правило, через каждые 5 м, то это также является удовлетворительным. Пример заземляющего устройства, вы­ полненного в виде сетки, для промышленного здания показан на рисунке 6.

14

ГОСТ Р МЭК 62305-4— 2016

3

Обозначения:

1 — здания с объединенной сетчатой арматурой;

2 — колонна внутри цеха;

3 — отдельно стоящее оборудование;

4 — кабельные лотки и короба.

Рисунок 6 — Заземляющее устройство цеха, выполненное в виде сетки

Понижение разности потенциалов между двумя внутренними системами, которые в некоторых специальных случаях могут быть присоединены к разным системам заземления, может быть выполне­ но следующими способами:

-посредством прокладки нескольких параллельных проводников уравнивания потенциалов по тем же трассам, что и электрические кабели, или прокладки кабелей в бетонных блоках с сетчатой арматурой (или в металлических трубах, обеспечивающих непрерывность электрической цепи в соеди­ нениях), присоединенных к обеим системам заземления;

-посредством применения экранированных кабелей с экранами достаточного поперечного сече­ ния, присоединенных к отдельным системам заземления на каждом конце.

15

ГОСТ Р МЭК 62305-4—2016

5.3 Сеть уравнивания потенциалов

Сеть уравнивания потенциалов с низким импедансом необходима для предотвращения возник­ новения опасной разности потенциалов между всеми частями оборудования внутри внутренней зоны защиты от молнии LPZ. Кроме того, такая сеть уравнивания потенциалов также ослабляет магнитное поле (см. приложение А).

Это может быть реализовано за счет применения ячеистой сети уравнивания потенциалов, объ­ единяющей проводящие части сооружения и внутренних систем, и присоединения к сети уравнивания потенциалов, непосредственно или через соответствующие устройства защиты от перенапряжений SPD, всех металлических частей или проводящих коммуникаций на границе каждой зоны защиты от молнии LPZ.

Сеть уравнивания потенциалов может быть выполнена как трехмерная структура в виде сетки с типовой шириной ячейки 5 м (см. рисунок 5). Это требует множественных взаимных соединений ме­ таллических частей внутри и снаружи сооружения (таких как арматура железобетона, направляющие лифтов, крановые рельсы, металлические кровли, металлические рамы окон и дверей, металлические обрамления полов, трубы коммуникаций и кабельные лотки и короба). Шины уравнивания потенциалов (например, кольцевые шины уравнивания потенциалов, несколько шин уравнивания потенциалов на различных уровнях сооружения), а также магнитные экраны зон защиты от молнии LPZ должны быть объединены таким же способом.

Примеры сети уравнивания потенциалов приведены на рисунках 7 и 8.

16